• 제목/요약/키워드: PCA(Principle Component Analysis)

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Fatty acid analysis as a tool to infer the diet in Illinois river otters (Lontra canadensis)

  • Satterthwaite-Phillips, Damian;Novakofski, Jan;Mateus-Pinilla, Nohra
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제56권5호
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    • pp.16.1-16.9
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    • 2014
  • Fatty acids (FA) have recently been used in several studies to infer the diet in a number of species. While these studies have been largely successful, most have dealt with predators that have a fairly specialized diet. In this paper, we used FA analysis as a tool to infer the diet of the nearctic river otter (Lontra canadensis). The river otter is an opportunistic predator known to subsist on a wide variety of prey including, fishes, crayfish, molluscs, reptiles and amphibians, among others. We analyzed the principle components of 60 FA from otters and 25 potential prey species in Illinois, USA. Prey species came from 4 major taxonomic divisions: fishes, crayfish, molluscs and amphibians. Within each division, most, but not all, species had significantly different profiles. Using quantitative FA signature analysis, our results suggest that, by mass, fish species are the most significant component of Illinois River otters' diet ($37.7{\pm}1.0%$). Molluscs ranked second ($32.0{\pm}0.8%$), followed by amphibians ($27.3{\pm}4.3%$), and finally, crayfish ($3.0{\pm}0.6%$). Our analysis indicates that molluscs make up a larger portion of the otter diet than previously reported. Throughout much of the Midwest there have been numerous otter reintroduction efforts, many of which appear to be successful. In regions where mollusc species are endangered, these data are essential for management agencies to better understand the potential impact of otters on these species. Our analysis further suggests that quantitative FA signature analysis can be used to infer diet even when prey species are diverse, to the extent that their FA profiles differ. Better understanding of the otter's metabolism of FA would improve inferences of diet from FA analysis.

고해상도 위성자료를 이용한 용담댐 유역 저수위/저수량 모니터링 및 예측 기술 개발 (Development of a Storage Level and Capacity Monitoring and Forecasting Techniques in Yongdam Dam Basin Using High Resolution Satellite Image)

  • 윤선권;이성규;박경원;장상민;이진영
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권6_1호
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    • pp.1041-1053
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    • 2018
  • 본 연구에서는 용담댐 유역을 대상으로 저수위/저수량 모니터링 및 예측을 위하여 고해상도 위성관측 자료를 이용하는 방법과 위성으로부터 추출한 강수량 자료로부터 가뭄지수를 이용한 저수위를 모니터링하고 SSA를 이용한 PCA방법으로 예측모델을 구축하여 가뭄을 예측하는 방법을 개발하였다. 용담댐 저수위와 SPI(3)와의 상관계수가 0.78로 매우 높은 상관성을 보였으며, 위성자료를 통하여 산정한 가뭄지수를 활용하여 댐 저수위/저수량 모니터링 및 예측 가능성을 진단하였다. SSA에 의한 주성분 분석결과 SPI(3)과 각 RC자료의 상관관계를 분석한 결과 CC=0.87~0.99의 높은 상관성을 보였으며, 표준화된 댐 저수위(N-W.S.L.)와 RC자료의 상관관계를 분석한 결과 CC=0.83~0.97의 비교적 높은 상관성을 보임을 확인하였다. 또한, Sentinel-2 위성의 MSI (Multi-Spectral Instrument) 센서로 댐수위의 변화를 모니터링하기 위해 지수 기법을 적용하여 수체 탐지 알고리즘을 개발하였으며, 용담댐유역에 대해 2016년부터 2018년까지의 수계 면적 변화를 분석하였다. 이를 기반으로 Sentinel-2 위성영상으로 추출한 수계 면적 변화를 이용하여 가뭄 감시 분야에 대한 활용 가능성을 제시하였다. 본 연구의 결과는 다양한 위성관측자료로부터 미계측 지역의 저수량 모니터링과 수문학적 가뭄 모니터링/예측에 활용이 가능할 것이다.

랜덤 스칼라 대응기법에 대한 부분 공간 기반 전력 분석 (Subspace-based Power Analysis on the Random Scalar Countermeasure)

  • 김희석;한동국;홍석희;이옥연
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제47권1호
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    • pp.139-149
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    • 2010
  • ECIES와 ECDH의 강력한 DPA 대응방법으로 알려진 랜덤 스칼라 기법은 다양한 전력 분석에 안전한 것으로 알려져 있다. 이 대응방법은 매번 생성되는 난수를 키로 사용해 스칼라 곱셈 연산을 수행하는 하나의 파형에서 이 난수 값을 알 수 있다면 분석이 가능하다. 하지만 이러한 분석 사례가 기존에 없어 아직 안전한 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 이러한 분석을 가능하게 할 수 있는 새로운 전력 분석을 제안한다. 제안하는 분석 기법은 타원곡선의 더블링 연산들을 비교함에 의해 이루어지며 이러한 비교를 용이하게 하기 위해 주성분 분석을 이용한다. 제안하는 주성분 분석을 이용한 부분공간 기반 전력 분석을 실제로 수행했을 때 기존의 판별 함수의 에러를 완벽하게 제거할 수 있었으며 이를 통해 개인키를 찾아낼 수 있었다.

LANDSAT TM을 이용한 홍수지역의 변화탐지 : Change Vector Analysis 방법을 중심으로 (Change Vector Analysis : Change detection of flood area using LANDSAT TM Data)

  • 윤근원;윤영보;박종현
    • 대한공간정보학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.47-52
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    • 2003
  • 변화탐지 기법은 지표상의 중요하거나 시간에 따른 작은 변화에 대하여 효율적으로 인지를 할 수 있는 방법으로 원격탐사 기술을 이용하는 중요한 응용 분야 중에 하나이다. 현장 조사 자료와 원격탐사 자료를 복합적으로 활용을 하면 주기적이며 장기적인 관측을 보다 효과적으로 수행을 할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 변화탐지 기법을 LANDSAT TM 위성영상을 이용하여 홍수지역의 침수에 따른 변화지역 인지에 적용하였다. 연구지역은 한반도 낙동강 하류 지역이며, 여러 가지 변화탐지 기법 중에 change vector analysis(CVA)를 중심으로 하여 주성분분석, 화상 대차법을 각각 적용하였으며, 이를 비교하였다. CVA는 영상의 여러 밴드를 이용하여 변화에 대한 크기와 방향의 정보를 제공한다는 장점이 있다. 각각의 변화탐지 기법을 정확도 평가를 통하여 비교한 결과, CVA에 의한 방법이 overall accuracy 97.27%, Kappa 계수 94.45%로 가장 높은 정확도를 나타냈다. 본 연구를 통하여 홍수지역의 변화탐지에 대하여 효율적인 변화탐지 기법을 제안할 수 있다고 기대한다.

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GC-MS 기반 대사체학 기법을 이용한 산수유의 산지판별모델 (Discrimination model of cultivation area of Corni Fructus using a GC-MS-Based metabolomics approach)

  • 임재윤
    • 분석과학
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    • 제29권1호
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    • pp.1-9
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    • 2016
  • 생약의 원산지를 판별하는 논리적인 일련의 기준을 개발한다면, 현재 유통되는 한약을 좀 더 과학적으로 관리 할 수 있을 것이다. 이러한 노력은 전통적인 한약 산업 발전에 기여할 것이라고 사료된다. 산수유의 원산지 판별법을 개발하기 위해, 본 연구에서는 우선 국산 산수유와 중국산 산수유를 각각 수증기 증류하고 이 때 얻은 휘발성분을 GC/MS를 이용하여 분석하였다. NIST mass spectral library의 데이터베이스로부터 정성분석한 결과를 바탕으로 데이터를 범주화(binning)하여 변수를 얻고, 이에 대하여 PCA, OPLS-DA 등 다변량 통계 분석을 수행함으로써 신속, 정확하게 국산 산수유와 중국산 산수유의 산지를 판별할 수 있는 산지 판별모델을 확립하였다. 산지 판별모델 개발을 위해서 학습집합(n=53)을 분석하여 산지 판별모델을 수립한 후, 검증집합(n=12)을 산지 판별모델에 적용함으로써 그 타당성을 확인하였다. 더불어 1-ethylbutyl-hydroperoxide, nonadecane, butylated hydroxytoluene, 5β,7βH,10α-Eudesm-11-en-1α-ol, 7,9-bis (2-methyl-2-propanyl)-1-oxaspiro[4.5]deca-6,9-diene-2,8-dione, 그리고 2-decyldodecyl-benzene 등 6개의 마커성분을 선정할 수 있었다. 최근에 NMR을 활용한 산수유 원산지 판별에 대한 보고는 있었으나, GC/MS를 기반으로 한 대사체학 연구기법을 이용하여 산지판별 모델을 제시하는 것은 최초의 보고로서 그 의미가 크다. 본 연구결과를 활용하여 한약의 원산지 판별모델 확립과 산수유 원산지의 과학적인 관리에 적용할 수 있으리라 사료된다.

운전자 졸음 검출을 위한 눈 개폐 검출 알고리즘 연구 (A Study on an Open/Closed Eye Detection Algorithm for Drowsy Driver Detection)

  • 김태형;임웅;심동규
    • 전자공학회논문지
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    • 제53권7호
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    • pp.67-77
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    • 2016
  • 본 논문에서는 변형된 하우스더프 거리 (MDH: Modified Hausdorff Distance)를 이용한 눈 개폐 감지 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 얼굴 검출과 눈 개폐 감지로 크게 구분된다. 얼굴 영역의 검출을 위하여 고정 크기의 영역 내에서 픽셀 값을 이용하는 지역 구조특성의 MCT (Modified Census Transform)특징기반 방법을 사용하였다. 이후, 검출된 얼굴 영역 내에서 MHD를 이용하여 눈의 위치 및 개폐를 판단한다. 얼굴 검출의 처리절차는 먼저, 오프라인에서 다양한 얼굴 영상에 대해 MCT 이미지를 생성하고, 이를 기반으로 PCA를 이용하여 기준이 되는 특징벡터들을 추출한다. 다음으로, 온라인에서는 입력되는 실험 영상 내에서 새롭게 추출된 특징벡터들과 기준이 되는 특징 벡터들 간의 유클리드 거리를 이용하여 얼굴 영역을 검출하는 순서로 진행된다. 이후, 검출된 얼굴 영역 내에서 MHD 기반의 눈 영역 검출과 템플릿 매칭을 수행하여 눈의 개폐를 감지한다. 제안하는 방법의 성능 검증을 위하여 그레이 스케일 영상 (30FPS, $320{\times}180$)을 입력으로 실험을 수행한 결과, 눈 계폐 검출율에서 평균 94.04%의 정확도를 달성하였다.

UPLC-PDA를 이용한 창포류의 분류 및 함량 분석 (Classification and Comparative Analysis of the Contents of Acorus species and Anemone altaica by UPLC-PDA Analysis)

  • 조지은;이아영;김효선;문병철;지윤의;천진미;김호경
    • 한국식품과학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.279-284
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    • 2013
  • 본 연구에서는 UPLC를 이용하여 석창포의 기원종을 비교하기 위하여 4종 창포류(A. gramineus, A. tatarinowii, A. calamus, Anemone altaica)의 ${\alpha}$-asarone과 ${\beta}$-asarone의 함량 분석을 실시하였고, 분석법 validation은 ICH 지침에 따라 검증하였다. 창포류 4종에 대한 함량분석에서는 모든 시료에 대해 2% 이하의 상대 표준편차를 나타내었고, ${\beta}$-asarone의 함량은 석창포, 중국석창포, 창포, 구절창포 순으로 나타났으며, ${\alpha}$-asarone은 창포, 중국 석창포, 석창포 순으로 나타났다. 특히, 구절창포에서는 ${\beta}$-asarone이 미량이었고, ${\alpha}$-asarone는 검출되지 않았다. PCA 분석에서도 4종의 창포류가 네 그룹으로 나누어 지는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 본 실험 결과를 통하여 석창포, 중국 석창포, 창포 및 구절창포를 명확히 구별할 수 있었고, 석창포의 품질평가에 응용할 수 있을 것이라 기대된다.

화기 부위에 따른 심비디움의 향기 패턴 및 성분 분석 (Fragrance Pattern and Volatile Components According to Floral Organs in Cymbidium)

  • 김예진;안명숙;이수영;박필만;안혜련;박부희
    • 한국자원식물학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.362-371
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    • 2022
  • 본 연구는 화기 부위에 따른 국산 심비디움 '샐빛'과 '미단'의 향기 특성을 분석하고자 수행하였다. 시험 재료로 국립원예특작과학원 화훼과 시험포장에서 재배한 만개한 꽃을 꽃잎, 꽃받침, 순판, 컬럼으로 나누어 GC 기반 전자코를 통해 향기 패턴과 주요 향기 성분을 분석하였다. 그 결과, 두 품종 모두 화기 부위에 따라 PCA와 DFA plot에서 뚜렷한 향기 패턴 차이를 보였고, 각 화기 부위별 무취공기 대조구 간의 기하학적 거리는 꽃받침이 가장 멀었으며, 향기패턴 식별지수(PDI) 또한 대조구와 꽃받침 사이에서 가장 높게 나타났다. 주요 향기 성분 중 nootkatone 등의 성분은 '샐빛'과 '미단' 두 품종 모두네 개의 화기조직에서 공통적으로 검출된 반면, '미단'에서만 검출되는 decane과 같이 일부 성분은 특정 품종이나 화기 부위에서만 특이적으로 발견되었다. 따라서 본 연구결과는 품종과 화기 부위에 따른 향기패턴과 주요 향기 성분을 확인함으로써 향기 산업에 필요한 효율적인 원료 선택과 국산 품종의 이용 확대를 위해 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다. 특히 최근 인공 가향제에 대한 부정적 인식과 천연 향기 원료에 대한 수요가 증가하는 점을 감안했을 때, 앞으로도 지속적인 유향성 난 품종 육성과 이를 산업적으로 활용하기 위한 향기 연구가 필요할 것으로 생각된다.

In-Situ Dry-cleaning (ISD) Monitoring of Amorphous Carbon Layer (ACL) Coated Chamber

  • Lee, Ho-Jae;Park, George O.;Hong, Sang-Jeen
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.183-183
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    • 2012
  • In the era of 45 nm or beyond technology, conventional etch mask using photoresist showed its limitation of etch mask pattern collapse as well as pattern erosion, thus hard mask in etching became necessary for precise control of etch pattern geometry. Currently available hard mask materials are amorphous carbon and polymetric materials spin-on containing carbon or silicon. Amorphous carbon layer (ACL) deposited by PECVD for etch hard mask has appeared in manufacturing, but spin-on carbon (SOC) was also suggested to alleviate concerns of particle, throughput, and cost of ownership (COO) [1]. SOC provides some benefits of reduced process steps, but it also faced with wiggling on a sidewall profile. Diamond like carbon (DLC) was also evaluated for substituting ACL, but etching selectivity of ACL was better than DLC although DLC has superior optical property [2]. Developing a novel material for pattern hard mask is very important in material research, but it is also worthwhile eliminating a potential issue to continuously develop currently existing technology. In this paper, we investigated in-situ dry-cleaning (ISD) monitoring of ACL coated process chamber. End time detection of chamber cleaning not only provides a confidence that the process chamber is being cleaned, but also contributes to minimize wait time waste (WOW). Employing Challenger 300ST, a 300mm ACL PECVD manufactured by TES, a series of experimental chamber cleaning runs was performed after several deposition processes in the deposited film thickness of $2000{\AA}$ and $5000{\AA}$. Ar Actinometry and principle component analysis (PCA) were applied to derive integrated and intuitive trace signal, and the result showed that previously operated cleaning run time can be reduced by more than 20% by employing real-time monitoring in ISD process.

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퇴적물 내 입도와 유기물 함량이 영양염류 및 중금속 농도에 미치는 영향 (The Effects of Mean Grain Size and Organic Matter Contents in Sediments on the Nutrients and Heavy Metals Concentrations)

  • 김석구;이미경;안재환;강성원;전상호
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권9호
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    • pp.923-931
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    • 2005
  • 팔당호 표층퇴적물의 오염 특성을 파악하기 위해 경안천을 중심으로 팔당호 전반에 걸쳐 40개 지점에 대해 입도, 유기물 함량, 총질소, 총인, 중금속의 분포 특성을 분석하였다. 입도(Mz, mean grain size)의 분포 특성은 유입량 및 유속이 강한 북한강과 남한강 합류지점부터 팔당댐 지역에 걸쳐 사질(Mz, $1{\sim}3\;{\phi}$)로 분포하며, 경안천 하부 및 팔당호 하부 지역에서는 세립한 silt(Mz, $5{\sim}10\;{\phi}$)로 구성되어 이 지역의 수리 특성을 반영한다. 입도(Mz)와 유기물 함량(LOI)의 상관관계는 습지 근처인 St. 36을 제외하고, $r^2\;=\;0.88$로 세립토일수록 유기물 함량이 높아지는 경향을 보였다. 퇴적물 내 T-N과 T-P의 농도 역시 입도와 유기물 함량이 높은 지역에서 높은값을 나타내었다. 특히, T-P의 농도 분포는 $216{\sim}1,623\;{\mu}g/g$(Avg. $769\;{\mu}g/g$)의 범위로 팔당호 퇴적물내 인(phosphorus)의 오염이 심각한 것으로 나타났다. Fractionated-P를 통해 환경 변화에 의해 수체로 용출될 가능성이 큰 Adsorbed-P와 NAI-P(Non-apatite inorganic P)가 약 20%로 나타났다. 또한, 20개 항목의 결과를 토대로 통계학적 기법인 주성분 분석(Principle Component Analysis, PCA)을 실시한 결과, 입도가 세립하고, 유기물 함량이 높은 지역에서 T-N, T-P, 친유기성 중금속(Cd, Cu, Pb, Zn)이 높게 분포하는 것으로 나타났다. 그러나 중금속 오염 정도는 입도를 고려한 $I'_{geo}$(Geoaccumulation Index)로 분석한 결과 상대적 오염도가 0 이하 및 Class 1에 속하는 것으로 나타나 중금속 오염은 없는 것으로 평가되었다.